Lágmarkskostnaður flúrljómun og björt sviði smásjá hönnun
Í þessari handbók mun ég fara yfir grunnreglur flúrljómunarsmásjár og hvernig á að smíða þrjár mismunandi ódýrar flúrljómunarsmásjár. Þessi kerfi kosta venjulega þúsundir dollara, en nýlegar tilraunir hafa gert það auðveldara að fá þau. Hönnunin sem ég er að kynna hér notar snjallsíma, dSLR og USB smásjár. Öll þessi hönnun er einnig hægt að nota sem opið svæði smásjár.
Skref 1: Yfirlit yfir flúrljómunarsmásjárskoðun
Til að skilja grunnhugtök flúrljómunarsmásjár, ímyndaðu þér þétta skóga, tré, dýr, runna og aðra skóga sem lifa í skóginum á nóttunni. Ef þú lýsir vasaljósi inn í skóginn sérðu öll þessi mannvirki og það er erfitt að ímynda sér ákveðin dýr eða plöntur. Að því gefnu að þú hafir aðeins áhuga á að sjá bláberja runna í skóginum. Til að ná þessu þarf að þjálfa eldflugur til að laða aðeins að sér bláberjarunna þannig að þegar litið er yfir skóginn þá kvikni aðeins í bláberjarunnum. Það má segja að þú hafir merkt bláberjarunna með eldflugum, svo þú sérð bláberjamannvirkin í skóginum.
Í þessari samlíkingu táknar skógurinn allt sýnishornið, bláberjarunni táknar uppbygginguna sem þú vilt sjá fyrir þér (eins og sérstakar frumur eða undirfrumulíffæri) og eldflugur eru flúrljómandi efnasambönd. Aðstæður þess að skjóta vasaljósi eitt og sér án eldflugna er svipað og í björtu sviði smásjá.
Næsta skref er að skilja grunnvirkni flúrljómandi efnasambanda (einnig þekkt sem flúorófór). Flúrljómandi klasar eru í raun litlir hlutir (nanoscale) sem eru hannaðir til að tengja saman ákveðin mannvirki í sýninu. Þeir gleypa ljós af þröngum bylgjulengdum og gefa frá sér ljós af annarri bylgjulengd aftur. Til dæmis getur flúrljómandi hópur tekið í sig blátt ljós (þ.e. flúrljómandi hópurinn er örvaður af bláu ljósi) og síðan gefið frá sér grænt ljós aftur. Venjulega er þetta dregið saman í gegnum örvun og losunarróf (eins og sýnt er á myndinni hér að ofan). Þessar töflur sýna bylgjulengd ljóss sem flúorfór gleypir og bylgjulengd ljóss sem flúorfór gefur frá sér.
Hönnun smásjáarinnar er mjög svipuð venjulegri opnu smásjá, með tvennum meginmun. Í fyrsta lagi verður ljósið sem lýsir sýninu að vera á bylgjulengd örvaða flúrljómunarhópsins (fyrir dæmið hér að ofan er ljósið blátt). Í öðru lagi þarf smásjáin aðeins að safna útgefnu ljósi (grænu ljósi) á meðan hún lokar bláu ljósi. Þetta er vegna þess að blátt ljós er alls staðar, en grænt ljós kemur aðeins frá sérstökum mannvirkjum í sýninu. Til að loka fyrir blátt ljós hafa smásjár venjulega eitthvað sem kallast langrásarsía sem gerir grænu ljósi kleift að fara í gegnum án blátt ljóss. Hver langrásarsía hefur afskurðarbylgjulengd. Ef bylgjulengd ljóss er meiri en afmörkunarbylgjulengdin getur það farið í gegnum síu. Þess vegna er nafnið "Langvegapassi". Styttri bylgjulengdir eru læstar.
Skref 2: Líkan smásjá með því að nota sjónræna ljósfræði
Þetta er viðbótarskref í hönnun grunnreglu smásjár. Það er engin þörf á að smíða flúrljómunarsmásjá þannig að ef þú vilt ekki kafa ofan í ljósfræði geturðu sleppt því.
Hægt er að móta bæði skærsviðs- og flúrljómunarsmásjár með því að nota geislaljóstæki. Grundvallarforsenda geislaljósfræði er að hegðun ljóss er svipuð og ljós sem dreifist í burtu frá ljósgjafa. Þegar þú lítur í kringum þig í herberginu sérðu sólarljósið fyrir utan gluggann eða ljósið sem peran kemur með. Þá gleypir eða endurkastast ljósið af hlutum í herberginu. Eitthvað endurkast ljós mun láta það horfast í augu. Ef hlutur er upplýstur geturðu ímyndað þér að hver punktur á hlutnum sendi frá sér ljós í allar áttir (eins og sýnt er á myndinni hér að ofan). Linsan, eins og linsan í augum okkar, einbeitir ljósinu að punkti þannig að við getum séð hlutinn. Án linsu heldur ljós áfram að dreifast út á við og myndar ekki mynd.
